JPH086090B2 - 強誘電性液晶組成物 - Google Patents

強誘電性液晶組成物

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JPH086090B2
JPH086090B2 JP61104210A JP10421086A JPH086090B2 JP H086090 B2 JPH086090 B2 JP H086090B2 JP 61104210 A JP61104210 A JP 61104210A JP 10421086 A JP10421086 A JP 10421086A JP H086090 B2 JPH086090 B2 JP H086090B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、強誘電性液晶組成物に関するものである。
更に詳しくは、室温付近で熱力学的に安定した強誘電相
を形成しうる、混合液晶組成物に関するものである。
[従来の技術] カイラル分子から構成されるスメクチックC液晶は、
強誘電性を示す液晶として知られている。カイラルスメ
クチックC液晶であって代表的な強誘電性液晶として
は、p−デシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2
−メチルブチルシンナメート(p−decyloxybenzyliden
e−p′−amino−2−methylbutylcinnamate)(以下こ
れを「DOBAMBC]という。)がある。
強誘電性液晶の螺旋ピッチは、通常数ミクロン程度で
あるが、液晶層の厚さがこの螺旋ピッチよりも薄くなる
と、螺旋構造が解消されて液晶分子が一方向に揃うよう
になる。このような状態の液晶に直流電流を印加するこ
とにより、電圧の正または負の極性により双極子の方
向、すなわち液晶分子の向きを切り替えることができ
る。この切り替えに必要な時間は、液晶ディスプレイと
して最も広く使用されているネマティック液晶素子など
におけるそれに較べて、極めて短く、100万分に1秒よ
りも短い応答時間が得られる。電圧の印加をオフにして
も、液晶分子の向きはそのまま保持されるので、双安定
効果やメモリー特性を実現することができる。
このようなカイラルスメクチックC液晶は、ネマティ
ック液晶やコレステリック液晶には見られない優れた利
点を持つものの、現在までのところ、ほとんど実用化さ
れていない。それは、ネマティック液晶のように、室温
付近で熱力学的に安定した強誘電性を有するカイラルス
メクチック液晶が、見つかっていないからである。たと
えば、前述のDOBAMBCは、その強誘電相領域が64〜92℃
であり、室温よりかなり高温側にある。
一方、強誘電性液晶の一種として知られているエステ
ル系液晶は、上のDOBAMBCとは異なり、室温付近で強誘
電性を示すが、熱力学的に不安定であるという欠点があ
る。
[発明が解決しようとした課題] 本発明者らは、かかる状況にあって、室温付近で熱力
学的に安定した強誘電相を形成しうるカイラルスメクチ
ックC液晶を提供することを目的として鋭意検討した結
果、DOBAMBCに代表されるカイラルスメクチックC液晶
に特定のエステル系液晶を混合すると、この目的が達成
できることを見出し、本発明を完成するに至ったもので
ある。
[課題を解決するための手段] しかして本発明の要旨とするところは、一般式Iで表
されるアゾメチン系液晶群、および一般式IIIで表され
るエステル系液晶群の2つの群より選ばれた液晶の混合
物よりなることを特徴とする強誘電性液晶組成物に存す
る。
一般式I: [一般式Iにおいて、Aは水素、ハロゲン原子、C N
−、炭素数1〜5の炭化水素基から選ばれた原子または
基を表し、Bはハロゲン原子、炭素数1〜5の炭化水素
基から選ばれた原子または基を表し、nは1〜20の整数
を表す。] 一般式III: [一般式IIIにおいて、nは1〜20の整数を表す。] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてアゾメチン系液晶群とは、上記一般式
Iで表される液晶をいう。その具体例としては、次のよ
うな化合物が挙げられる。
p−デシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2−メ
チルブチルシンナメート(DOBAMBC)、p−ヘキシルオ
キシベンジリデン−p′−アミノ−2−クロロ−α−プ
ロピルシンナメート(HOBACPC)、p−オクチルオキシ
ベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチル−α−
クロロシンナメート 本発明においてエステル系液晶群とは、上記一般式II
Iで表される液晶をいう。その具体例としては、次のよ
うな化合物が挙げられる。
p−n−ヘキシルオキシベンゾイックアシド−p′−
(2−メチルブトキシカルボニル)フェニルエステル、
p−n−オクチルオキシベンゾイックアシド−p′−
(2−メチルブトキシカルボニル)フェニルエステル、 p−n−ノナノオキシベンゾイックアシド−p′−(2
−メチルブトキシカルボニル)フェニルエステル、p−
n−オクチルオキシベンゾイックアシド−p′−(2−
メチルブトキシカルボニル)フェニルエステル、p−n
−デカオキシベンゾイックアシド−p′−(2−メチル
ブトキシカルボニル)フェニルエステル、p−n−ドデ
カオキシベンゾイックアシド−p′−(2−メチルブト
キシカルボニル)フェニルエステル、p−n−テトラデ
カオキシベンゾイックアシド−p′−(2−メチルブト
キシカルボニル)フェニルエステル、p−n−ヘキサデ
カオキシベンゾイックアシド−p′−(2−メチルブト
キシカルボニル)フェニルエステル 本発明の各液晶群に含まれる化合物は、上に例示した
化合物に限定されるものではない。
本発明に係る強誘電性液晶組成物は、上記一般式Iで
表されるアゾメチン系液晶群(以下第I群という。)、
一般式IIIで表されるエステル系液晶群(以下第III群と
いう。)の各液晶群より選ばれた液晶を組合せ、混合し
たものである。
これら両液晶群の中から1種を選び、単独で使用した
場合には、前記のような欠点が発現され、本発明の目的
は達成されない。両液晶群の中から1種を選び、混合し
て使用した場合には、本発明の目的が達成される。
本発明者らの実験によれば、両液晶群の中から1種を
選び混合する場合には、混合する液晶を、分子の長軸方
向の分子鎖長が相互に近似したもの同士で組合せると、
本発明の目的が効果的に達成されることが分かった。特
に、分子鎖長が、10nmの範囲内であるもの同士を選択組
合せたものが、好適であることが分かった。本発明者ら
の実験によれば、更に、混合する液晶の割合は、少ない
群の液晶が占める割合を20モル%以上とすると、本発明
の目的が効果的に達成されることが分かった。
本発明に係る強誘電性液晶組成物は、液晶分子の配向
を助けるために、極性界面活性剤を添加することができ
るし、カラー表示するために、2色性色素を添加するこ
ともできる。
本発明に係る強誘電性液晶組成物は、そのまま液晶セ
ルに注入して、または有機高分子と混合して製膜して、
電気光学素子、大型液晶ディスプレイ、温度センサー、
液晶光シャッター、光変調器等に応用することができ
る。
[発明の奏する効果] 本発明は次のような特別に顕著な効果を奏し、その産
業上の利用価値は極めて大である。
1.本発明に係る強誘電性液晶組成物は、常温付近で強誘
電相を形成し、ディスプレイの用途に使用した場合、優
れた輝度が達成される。これは、第I群の液晶単独使用
の場合には達成できなかった顕著な効果である。
2.第III群の液晶単独の使用では、わずかの温度変化に
よって結晶構造が変化する傾向が強かったが、本発明に
係る強誘電性液晶組成物は、常温付近で熱力学的に安定
であり、わずかの温度変化によっては結晶構造が変化す
ることがない。
[実施例] 以下、本発明を実施例および比較例に基いて詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の記
載例に限定されるものではない。
実施例、比較例 (1)強誘電性液晶組成物の調製 液晶として、第I群に属するp−デシルオキシベンジ
リデン−p′−アミノ−2−メチルブチルシンナメート
(DOBAMBC)と、第III群に属するp−n−アルコキシベ
ンゾイックアシド−p′−(2−メチルブトキシカルボ
ニル)フェニルエステルであって、アルコキシ基の炭素
数の異なるもの6個(炭素数が6、8、10、12、14、16
のもの。以下これを「C−n」と総称する。nはアルコ
キシ基の炭素数を意味する)とを、DOBAMBCとC−nと
を、モル比で、50対50として混合し、強誘電性液晶組成
物を得た。
(2)誘電率の温度依存性 2枚のスライドグラスのそれぞれの片面上に、幅約5m
mで帯状にアルミニウムを真空蒸着し、これを電極とし
た。電極面を対向させた間に、スペーサーとして厚さ約
25〜30μmのポリエステルフィルムを挟み、その中央部
を5mm×5mmの大きさで切り抜き、セルとした。このセル
に液晶を等方性液体の状態で、セルに気泡が入らないよ
うに注意しながら充填した。電極面は、相互に直角にな
るように組合せ、スライドグラス端部は、エポキシ系接
着剤で固着し、液晶と外気との接触を防いだ。
誘電率の温度依存性は、上にセルを用いて、周波数10
0Hz、印加電圧10Vで、ブリッジ法によって測定した。測
定した結果は、第1図〜第6図に示す。これらの図にお
いて、縦軸は誘電率ε′、ε″であり、横軸は温度
(T)であり、単位は絶対温度(K)で表示している。
また、図中央矢印は、昇温、降温の過程を示す。
測定した資料(液晶の組合せ、セルの厚さ)と温度依
存性の測定結果の図の番号を、次の第1表に示す。
第5図は、昇温過程では、349K〜367Kの範囲で、降温
過程では337K〜365Kの範囲で、それぞれスメクチックC
液晶(S )相が出現することを示している。実際に
電気光学素子等に応用できるのは、降温過程のS
であり、中でも、第5図で昇温過程と降温過程で重なり
あう349K〜369Kの範囲が、熱力学的に安定な領域であ
る。しかし、この熱力学的に安定なS 相は、室温よ
りかなり高い温度領域であり、実用的ではない。
第6図は、S 相は降温過程でのみしか表れない
が、第5図に示したDOBAMBCのみの例に較べて、低温領
域である室温付近であることを示している。しかし、こ
の温度領域は、結晶スメクチィックA液晶の相移転以下
の領域である。したがって、この温度領域で長時間保存
しておくと、結晶化してしまう恐れがある。
これに対して、第1図ないし第4図に示した例では、
相が出現する温度は低温領域である室温付近であ
り、熱力学的に安定な領域にあることが分かる。
(3)誘電率の測定 上記(1)で調製したDOBAMBCと6種のp−n−アル
コキシベンゾイックアシド−p′−(2−メチルブトキ
シカルボニル)フェニルエステルとの混合物を、上記
(2)の「誘電率の温度依存性」において使用したのと
同種の構造のセルに充填した。この、混合物を充填した
セルを用いて、常誘電相から強誘電相に移転するときの
自発分極の発生に起因する誘電率の増加分Δεを測定し
た。その結果を、第7図に示す。
第7図において、縦軸はΔεであり、横軸はC−nの
分子鎖長とDOBAMBCの分子鎖長との差{(LC−n)−(L
DOBAMBC)}を意味し、単位はnmで表示してある。
第7図は、DOBAMBCとC−nとの混合液晶組成物にお
いて、両者の分子鎖長の差が10nmの範囲内にあるように
組合せると、この範囲でΔεは極大値を持つことを示し
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は、本発明に係る強誘電性液晶組成
物についての誘電率の温度依存性を示しており、第5図
および第6図は、比較例についての誘電率の温度依存性
を示している。これらの図において、縦軸は誘電率
ε′、ε″であり、横軸は温度(T)であり、単位は絶
対温度(K)で表示している。 7図は、本発明に係る強誘電性液晶組成物を充填した
セルについて、常誘電相から強誘電相に移転するとき
の、自発分極の発生に起因する誘電率の増加分Δε(縦
軸)とC−nの分子鎖長とDOBAMBCの分子鎖長との差
(横軸)との関係を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式Iで表されるアゾメチン系液晶群、
    および一般式IIIで表されるエステル系液晶群の2つの
    群より選ばれた液晶の混合物よりなることを特徴とする
    強誘電性液晶組成物。 一般式I: [一般式Iにおいては、Aは水素、ハロゲン原子、C≡
    N−、炭素数1〜5の炭化水素基から選ばれた原子また
    は基を表し、Bはハロゲン原子、炭素数1〜5の炭化水
    素基から選ばれた原子または基を表し、nは1〜20の整
    数を表す。] 一般式III: [一般式IIIにおいて、nは1〜20の整数を表す。]
  2. 【請求項2】液晶組成物に含まれる複数群の液晶におい
    て、一の液晶の分子鎖長と他の液晶の分子鎖長との差
    が、10nmの範囲内であることを特徴とする、特許請求の
    範囲第(1)項記載の強誘電性液晶組成物。
  3. 【請求項3】液晶組成物において、少ない群の液晶が占
    める割合が20モル%以上であることを特徴とする、特許
    請求の範囲第(1)項記載の強誘電性液晶組成物。
JP61104210A 1986-05-07 1986-05-07 強誘電性液晶組成物 Expired - Lifetime JPH086090B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60149547A (ja) * 1983-11-22 1985-08-07 Chisso Corp 液晶性物質及び液晶組成物
JPS60203692A (ja) * 1984-03-28 1985-10-15 Seiko Instr & Electronics Ltd 液晶組成物

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